KR830001387B1 - 가스의 탈탄소화 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가스의 탈탄소화 방법

탈탄소화 장치의 공정도.

본 발명은 가스-탈탄소화 방법에 관한 것이다.

많은 가스-탈탄소화 방법들이 당해 분야에 공지되었으며 현재 가장 널리 사용되고 있는 방법은 알카리금속 탄산화물 용액이나 알칸올 아민 용액의 사용을 기초로 한다. 또한 알카리 금속 탄산화물의 용액으로의 탈탄소화 단계와 알칸올 아민 용액으로의 탈탄소화단계의 연합방법이 공지되었다.

연합방법은 특히 2개의 흡수용액의 상이한 성질을 이용함에 의하여 처리 가스내 이산화탄소의 함량을 용량으로 수까지 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

연합방법은 2개의 탈탄소화 단계를 포함하는데 첫번째 단계는 알카리 금속 탄산화물의 뜨거운 용액으로 세척하는 것으로 용량으로 약 2% CO₂를 가진 가스를 얻을 수 있고 둘째 단계는 알칸올아민의 찬 용액으로 세척하는 것으로 가스내의 CO₂를 수 ppm까지 감소시킨다.

탈탄소화시키고자 하는 가스를 첫번째 가압된 흡수탑의 기저에서 들어가서 알카리 탄산화물의 뜨거운 용액과 역류관계로 탑을 올라와서 탑두를 나와 40℃로 냉각된 다음 둘째 가압된 흡수탑의 저부로 들어가면 이 탑의 상부로부터는 알칸올아민 특히(모노) 에탄올아민의 용액이 주입되어 상호 역류한다.

첫번째와 둘째 흡수탑의 저부에서 수집된 사용한 탄산화물 및 알칸올아민용액은 각각 대기압하에서 작동하는 재생탑에 보낸 다음 펌프에 의해 재환류시킨다.

사용된 탄산화물 용액을 위하여 주입 파이프내에 장치된 수압터빈은 흡수탑과 재생탑간에서 상이한 압력을 나타내게 하여 펌프력의 일부가 원상복귀될 수 있게 되었다.

알칸올아민 용액과 탄산화물 용액(뜨거운)의 재생은 공급열에 의하여 실시된다. 연합방법은 단일 흡수용액을 사용하는 방법보다 월등한 장점이 있으나 흡수 용액의 재생에 관련된 조작 비용문제를 야기시킨다.

이용할 수 있는 열을 적당히 적용시킴에 의하여 흡수용액을 재생하기 위한 비용을 상당히 감소시킬수 있다는 놀라운 사실을 발견하였다.

본 발명의 목적은 가스를 알칸올아민 용액과 알카리 금속 탄산화물 용액으로 된 2개의 흡수 단계내에서 탈탄소화시키는 방법을 제공하는데 있는데 본 발명에서 사용된 알칸올 아민 용액 첫번째 컬럼에 보내어 외부적 가열원으로부터 공급된 열에 의하여 CO₂를 제거함에 의하여 재생시키고 사용된 알카일 금속 탄산화물은 둘째 컬럼내에서 첫번째 컬럼의 탑두 증기의 직접적 열과 주로 물로 구성된 둘째 컬럼의 상단에서 응축된 유체와의 간접적인 열교환에 의하여 가열된 물-포화된 공기류의 열을 사용함에 의하여 이산화탄소를 제거하여 재생된다. 둘째 컬름은 본 발명의 적당한 실시예에 따르면 첫번째 컬럼상에 배치시킨다.

알카리 금속 탄산화물을 재생시키기 위하여 탑두 응축기로부터 회수된 낮은 온도열을 사용함에 의하여 재생에 요하는 것보다 낮은 온도의 물-포화 공기를 사용할 수 있는 놀라운 사실을 발견한 것이다.

본 발명의 방법을 탈탄소화장치의 공정도를 설명한 첨부도면을 참조로 하여 보다 상세히 기술하고자 한다.

주로 H₂와 N₂로 구성되었고 18.2%의 CO₂를 함유한 탈탄소화시키고자 하는 가스를 120℃의 온도하에 물로 포화시키고 30기압의 압력하에 배관(1)을 통하여 흡수탑(25)의 기저부에 주입한 다음 탑을 따라 올라가게 하면서 25%의 농도를 가진 탄산칼륨의 뜨거운 용액과 역류시킨다.

용량으로 2%의 CO₂가 함유된 뜨거운 가스가 탑두(25)로부터 배출된 다음 배관(2)를 통하여 냉각기(26)에 보내져서 40℃로 냉각되고 (27)에서 응축된 물이 분리된 후 배관(3)을 통하여 둘째 흡수탑(28)의 저부에 주입한다.

탑(28)을 따라 올라갈 때 가스는 DEA 용액(20중량%)와 접촉되어 가스의 CO₂함량은 약 100ppm으로 감소된다. 100ppm의 CO₂를 함유한 가스는 탑두(28)로부터 배출되어 배관(4)을 통하여 사용처에 보내진다.

탑(28)의 저부로부터 나온 사용된 EDA 용액은 배관(7)을 통하여 교환기(29)에 보내서 여기에서 예열된 다음 배관(8)을 통하여 대기압보다 약간 높은 압력하에서 작동하는 재생탑(30)에 보내서 적당히 가열하여 재생시킨후 탑저부로부터 회수된다.

가열은 보일러(31)에 이용할 수 있는 증기나 뜨거운 가스의 형태로 된 간접적인 열을 공급함에 의하여 실시된다.

재생된 EDA 용액은 펌프(32)에 의하여 컬럼(30)의 저부에 보내서 파이프(9)를 통하여 먼저 교환기(29)에 주입되어 여기서 부분적으로 냉각된 다음 배관(10)을 통하여 냉각기(33)에 냉각하여 다시 40℃로 냉각시킨후 배관(11)를 통하여 흡수탑두(28)에 주입한다.

흡수탑(25)의 저부에서 회수되어 배출된 뜨거운 탄산칼륨 용액은 배관(5)를 통하여 수력터빈(34)에 보내서 여기에서 팽창시킴에 의하여 펌프에 의하여 요구되는 기전력의 일부를 얻은후 배관(6)을 통하여 재생탑두(35)에 주입한다.

탑(35) 내에서 탄산화물 용액의 재생은 탑(30)의 뜨거운 탑두 증기와 포화된 뜨거운 공기류를 사용함에 의하여 단열적으로 실시된다.

공기는 송풍기(36)에 의하여 압축되고 탑(35)의 헤드 우축기(37)내에서 가열과 동시에 포화시킨후 배관(22)을 통하여 탑(35)의 기저부에 보내므로서 재생탑(35)의 탑두증기내에 함유된 물의 응축열의 일부를 회수할 수 있다. 그러나 과거에는 이러한 증기가 낮은 열적 준위를 갖기 때문에 열을 회수할 수 없었다.

재생된 탄산화물 용액은 재생탑(25)의 저부로부터 회수된다. 탑(35)의 탑두 증기는 배관(12)를 통하여 교환기(37)에 도달하여 여기에서 증기내에 함유된 물의 분율이 응축되어 (39)에 수집되어 배관(13)을 통하여 펌프(40)에 의하여 배출시킨 다음 이것의 일부는 파이프(20)을 통하여 탑두(30)에 그리고 일부는 배관(21)을 통하여 송풍기(36)으로부터 나오는 공기와 함께 배관(19)을 통하여 교환기(37)에 보내진다.

분리기(39)를 나온 증기는 배관(14)을 통하여 냉각기(41)에 보내서 여기에서 50℃로 냉각된 다음 응축물(42)를 위한 분리기에 도달한 후 파이프(16)를 통하여 대기내로 배출된다.

(42)에서 수집된 응축된 물은 파이프(15)를 통하여 펌프(43)으로 회수하여 일부는 파이프(17)를 통하여 장치의 최단부에 보내고 일부는 파이프(18)를 통하여 탑(35)의 저부에 보낸다.

하기 표 1, 2 및 3은 탈탄소화 장치의 공정도인 첨부도면을 참조로 한 본 발명의 실시예의 데이타를 수록하였다.

Claims (1)

1. 알카리 금속 탄산화물 용액의 재생이 알칸올 아민 용액을 위한 재생탑과 상하 위치관계로 배치되고 알카리 금속 탄산화물 용액을 재생하기 위한 열이 알칸올 아민 용액을 위한 재생탑의 탑두 증가의 직접적인 열과 알카리 금속 탄산화물 용액을 위한 재생탑의 탑두에서 응축된 유체와의 간접적 열교환에 의하여 가열된 물-포화축의 열의 합임을 특징으로 하는 흡수 용액을 가열함에 의하여 재생시키는 단계를 포함한 두 단계의 알카리 금속 탄산화물 용액과 알칸올아민 용액으로 흡수시킴에 의하여 가스의 탈탄소화 방법.

Images